DE102019206894B4 - Electric machine - Google Patents

Electric machine Download PDF

Info

Publication number
DE102019206894B4
DE102019206894B4 DE102019206894.4A DE102019206894A DE102019206894B4 DE 102019206894 B4 DE102019206894 B4 DE 102019206894B4 DE 102019206894 A DE102019206894 A DE 102019206894A DE 102019206894 B4 DE102019206894 B4 DE 102019206894B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing seat
electric machine
rotor shaft
bearing
seat sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102019206894.4A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019206894A1 (en
Inventor
Albert Scharlach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102019206894.4A priority Critical patent/DE102019206894B4/en
Publication of DE102019206894A1 publication Critical patent/DE102019206894A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019206894B4 publication Critical patent/DE102019206894B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/003Structural associations of slip-rings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/51Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Elektromaschine mit einer durch eine Lageröffnung (94) eines Elektromaschinen-Gehäuses (90) geführten Rotorwelle (42), die über ein Drehlager (76) in der gehäuseseitigen Lageröffnung (94) gelagert ist, wobei im Außenumfang der Rotorwelle (42) zumindest eine Axialnut (82) ausgebildet ist, in der eine Stromschiene (56) verläuft, die einen Schleifring (54) der Elektromaschine (40) mit einer Rotorwicklung (46) der Rotorwelle (42) elektrisch verbindet, wobei in Radialrichtung eine Lagersitz-Hülse (70) zwischen dem Drehlager (76) und der Rotorwelle (42) angeordnet ist, die einen in Umfangsrichtung komplett durchgängigen Lagersitz (74) für das Drehlager (76) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersitz-Hülse (70) in zumindest einem Presspassungsabschnitt (72) auf die Rotorwelle (42) aufgepresst ist, und zwar unter Bildung flüssigkeitsdurchlässiger Kapillare, durch die eine noch nicht ausgehärtete, flüssige Vergussmasse (80) zum Vergießen der Rotorwicklung (46) oder ein Kühlmittel (92), welches sich bei einer nasslaufenden Elektromaschine in einem mit dem Kühlmittel (92) gefüllten Nassraum (100) im Inneren des Gehäuses (90) befindet, über die sich im Presspassungsabschnitt (72) ausbildenden Kapillaren austritt.Electric machine with a rotor shaft (42) guided through a bearing opening (94) of an electric machine housing (90), which is mounted via a pivot bearing (76) in the housing-side bearing opening (94), with at least one axial groove in the outer circumference of the rotor shaft (42). (82) is formed, in which a busbar (56) runs, which electrically connects a slip ring (54) of the electric machine (40) to a rotor winding (46) of the rotor shaft (42), with a bearing seat sleeve (70) in the radial direction. is arranged between the pivot bearing (76) and the rotor shaft (42), which provides a completely continuous bearing seat (74) for the pivot bearing (76) in the circumferential direction, characterized in that the bearing seat sleeve (70) in at least one press-fitting section (72 ) is pressed onto the rotor shaft (42), with the formation of liquid-permeable capillaries through which a not yet hardened, liquid casting compound (80) for casting the rotor winding (46) or a coolant (92), which is in a wet-running electric machine a wet space (100) filled with the coolant (92) inside the housing (90), via which capillaries forming in the press-fitting section (72) emerge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine, insbesondere eine fremderregte Synchronmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electric machine, in particular a separately excited synchronous machine, according to the preamble of claim 1.

Bei Elektromaschinen ist wichtig, dass die Wicklungen der Elektromaschinen während des Betriebes in ständigem, elektrischem Kontakt mit einer entsprechenden Spannungsquelle der Elektromaschine sind. So kann die Elektromaschine störungsfrei und effizient betrieben werden. Eine derartige Wicklung kann auf einem mit der Rotorwelle verbundenen Wicklungsträger der Elektromaschine angebracht sein und wird als Rotorwicklung bezeichnet. Im Betrieb der Elektromaschine dreht sich die Rotorwelle zusammen mit der Rotorwicklung gegenüber den Kontakten der zugehörigen Spannungsquelle. Es ist somit auch dann ein ständiger elektrischer Kontakt und eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung der Rotorwicklung sicherzustellen, wenn sich die Rotorwicklung betriebsbedingt gegenüber den Kontakten der Spannungsquelle dreht.In the case of electric machines, it is important that the windings of the electric machines are in constant electrical contact with a corresponding voltage source of the electric machine during operation. This means the electric machine can be operated smoothly and efficiently. Such a winding can be attached to a winding support of the electric machine connected to the rotor shaft and is referred to as a rotor winding. When the electric machine is in operation, the rotor shaft rotates together with the rotor winding relative to the contacts of the associated voltage source. It is therefore necessary to ensure constant electrical contact and an uninterrupted power supply to the rotor winding even if the rotor winding rotates relative to the contacts of the voltage source for operational reasons.

Um die ständige Spannungsversorgung der Rotorwicklung zu gewährleisten, weist eine gattungsgemäße Elektromaschine eine durch eine Lageröffnung eines Elektromaschinen-Gehäuses geführte Rotorwelle auf, die über ein Drehlager in der gehäuseseitigen Lageröffnung gelagert ist. Am Außenumfang der Rotorwelle ist zumindest eine Axialnut ausgebildet, in der eine Stromschiene - in Fachkreisen als „busbar“ bezeichnet - verläuft und die einen Schleifring der Elektromaschine mit einer Rotorwicklung der Rotorwelle elektrisch verbindet. Der Schleifring gewährleistet im Betrieb der Elektromaschine einen kontinuierlichen elektrischen Kontakt zwischen den Kontakten der Spannungsquelle und der Rotorwicklung. Die am Schleifring anliegende Spannung wird anschließend über die Stromschiene zur Rotorwicklung übertragen.In order to ensure the constant power supply to the rotor winding, a generic electric machine has a rotor shaft which is guided through a bearing opening in an electric machine housing and which is mounted via a pivot bearing in the housing-side bearing opening. At least one axial groove is formed on the outer circumference of the rotor shaft, in which a busbar - referred to in specialist circles as a "busbar" - runs and which electrically connects a slip ring of the electric machine to a rotor winding of the rotor shaft. The slip ring ensures continuous electrical contact between the contacts of the voltage source and the rotor winding during operation of the electric machine. The voltage present at the slip ring is then transmitted via the busbar to the rotor winding.

Die axiale Erstreckung der Längsnuten entlang der Rotorwelle führt dazu, dass die Längsnuten an einem Lagersitz vorbeiführen, über den die Rotorwelle unter Zwischenlage eines Drehlagers in einer Lageröffnung im Gehäuse der Elektromaschine gelagert ist. Folglich ist der Außenumfang der Rotorwelle und damit der Lagersitz in Umfangsrichtung von den Längsnuten unterbrochen, sodass der Innenring des Drehlagers in Umfangsrichtung nur bereichsweise auf der Rotorwelle aufliegt.The axial extent of the longitudinal grooves along the rotor shaft means that the longitudinal grooves pass a bearing seat, via which the rotor shaft is mounted in a bearing opening in the housing of the electric machine with the interposition of a pivot bearing. Consequently, the outer circumference of the rotor shaft and thus the bearing seat is interrupted in the circumferential direction by the longitudinal grooves, so that the inner ring of the pivot bearing only rests on the rotor shaft in certain areas in the circumferential direction.

Nachteilig an dieser nur bereichsweisen Auflage ist, dass das Drehlager ungleichmäßig belastet und die Lebensdauer des Drehlagers verkürzt ist.The disadvantage of this only partial support is that the pivot bearing is loaded unevenly and the service life of the pivot bearing is shortened.

Aus der DE 10 2016 200 766 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt. Aus der DE 10 2004 060 379 A1 ist eine elektrodynamische Maschine bekannt. Die DE 698 06 179 T2 offenbart eine Drahtführungsanordnung für den Rotor einer elektrischen Maschine. Aus der DE 10 2008 003 784 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vollverguss von Statoren von Elektromotoren bekannt. Die DE 41 11 411 B4 offenbart einen Rotor mit einem Schutzmantel.From the DE 10 2016 200 766 A1 an electrical machine is known. From the DE 10 2004 060 379 A1 an electrodynamic machine is known. The DE 698 06 179 T2 discloses a wire guide arrangement for the rotor of an electrical machine. From the DE 10 2008 003 784 A1 a device and a method for fully potting stators of electric motors are known. The DE 41 11 411 B4 discloses a rotor with a protective jacket.

Die DE 368 956 A offenbart eine Elektromaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The DE 368 956 A discloses an electric machine according to the preamble of claim 1.

Die US 3 052 956 A offenbart ein Verfahren und eine Anordnung für eine Wälzlager - Montagestruktur. Die DE 11 2013 003 975 T5 offenbart einen flüssigkeitsgekühlten Radial-Luftspalt-Elektromotor. Die US 8 171 616 B2 offenbart einen Elektromotor mit einen ein Blechpaket umfassenden Anker, der auf einer Welle angeordnet ist. Die EP 2 922 186 B1 offenbart einen Rotor für eine elektrische Maschine sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.The US 3,052,956 A discloses a method and arrangement for a rolling bearing assembly structure. The DE 11 2013 003 975 T5 discloses a liquid-cooled radial air gap electric motor. The US 8,171,616 B2 discloses an electric motor with an armature comprising a laminated core which is arranged on a shaft. The EP 2 922 186 B1 discloses a rotor for an electrical machine and a corresponding manufacturing method.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Elektromaschine mit einer verbesserten Lagerung der Rotorwelle im Gehäuse der Elektromaschine bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide an electric machine with improved storage of the rotor shaft in the housing of the electric machine.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The task is solved by the features of claim 1. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist in Radialrichtung zu einer Rotorwelle einer Elektromaschine eine Lagersitz-Hülse zwischen einem Drehlager und der Rotorwelle angeordnet. Die Lagersitz-Hülse bildet für das Drehlager einen in Umfangsrichtung komplett durchgängigen Lagersitz. Der in Umfangsrichtung komplett durchgängige Lagersitz führt zu einer gleichmäßigen Belastung des Drehlagers im Betrieb der Elektromaschine, wodurch die Lebensdauer der Elektromaschine erhöht ist.According to the characterizing part of claim 1, a bearing seat sleeve is arranged between a pivot bearing and the rotor shaft in the radial direction to a rotor shaft of an electric machine. The bearing seat sleeve forms a bearing seat that is completely continuous in the circumferential direction for the pivot bearing. The bearing seat, which is completely continuous in the circumferential direction, leads to an even load on the pivot bearing during operation of the electric machine, which increases the service life of the electric machine.

In einer technischen Umsetzung kann der am Außenumfang der Lagersitz-Hülse gebildete Lagersitz eine glattzylindrische Lagersitzfläche aufweisen. Die Lagersitzfläche kann in Umfangsrichtung einen durchgehenden, das heißt einen insbesondere nicht von einer Axialnut unterbrochenen Lagersitz für das Drehlager ausbilden. Bevorzugt ist die Lagersitz-Hülse als ein einstückiges, insbesondere materialeinheitliches Bauteil gefertigt, welches sich bei der Montage der Elektromaschine auf einfache Weise in einem einzigen Montage-Arbeitsschritt auf die Rotorwelle aufbringen lässt.In a technical implementation, the bearing seat formed on the outer circumference of the bearing seat sleeve can have a smooth cylindrical bearing seat surface. The bearing seat surface can form a continuous bearing seat for the pivot bearing in the circumferential direction, that is to say a bearing seat that is in particular not interrupted by an axial groove. The bearing seat sleeve is preferably manufactured as a one-piece component, in particular made of the same material, which can be easily applied to the rotor shaft in a single assembly step when assembling the electric machine.

In einer konkreten Ausführungsform der Erfindung kann der Innenring des Drehlagers auf den Außenumfang der Lagersitz-Hülse aufgepresst sein. Dadurch ist der Innenring des Drehlagers in Umfangsrichtung vollständig in Kontakt mit der glattzylindrischen Lagersitzfläche auf der Rotorwelle.In a specific embodiment of the invention, the inner ring of the pivot bearing can be pressed onto the outer circumference of the bearing seat sleeve be. As a result, the inner ring of the pivot bearing is in complete circumferential contact with the smooth cylindrical bearing seat surface on the rotor shaft.

Erfindungsgemäß ist die Lagersitz-Hülse in zumindest einem Presspassungsabschnitt auf die Rotorwelle aufgepresst. Dieser Presspassungsabschnitt kann trotz der Presspassung und den durchgeführten Stromschienen (Busbars) nicht flüssigkeitsdicht sein, sodass eine noch nicht ausgehärtete Vergussmasse zum Vergießen der Rotorwicklung und/oder ein Kühlmittel, welches sich bei einer nasslaufenden Elektromaschine in einem mit dem Kühlmittel gefüllten Nassraum im Inneren des Gebäudes befindet, axial über zumindest eine sich im Presspassungsabschnitt ausbildende Kapillare durch den Presspassungsabschnitt austritt.According to the invention, the bearing seat sleeve is pressed onto the rotor shaft in at least one press-fitting section. This press-fit section cannot be liquid-tight despite the press fit and the busbars implemented, so that a potting compound that has not yet hardened for potting the rotor winding and / or a coolant, which, in the case of a wet-running electric machine, is in a wet room filled with the coolant inside the building is located, emerges axially through the press-fitting section via at least one capillary forming in the press-fitting section.

Bevorzugt kann die Axialnut radial offen sein und die Lagersitz-Hülse mit ihrem Innenumfang die Axialnut überdecken. Dadurch kann die Lagersitz-Hülse eine radiale Bewegung der Stromschiene in der Axialnut derart begrenzen, dass die Stromschiene innerhalb der Axialnut nur unter Aufbrauch eines radialen Bewegungsspiels Δr zwischen der Stromschiene und dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse beweglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann, insbesondere an einem aus der Lageröffnung herausragenden Ende der Lagersitz-Hülse, zumindest ein radial inneres Dichtungselement vorgesehen sein. Das radial innere Dichtungselement kann radial zwischen der Lagersitz-Hülse und der Rotorwelle angeordnet sein und eine Flüssigkeitsbarriere für die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse und/oder das Kühlmittel im Nassraum ausbilden. Somit kann die durch die Kapillare hindurchtretende Vergussmasse und/oder das Kühlmittel nicht aus der Lagersitz-Hülse herausrinnen.
The axial groove can preferably be radially open and the bearing seat sleeve can cover the axial groove with its inner circumference. As a result, the bearing seat sleeve can limit a radial movement of the busbar in the axial groove in such a way that the busbar can only be moved within the axial groove using up a radial movement play Δr between the busbar and the inner circumference of the bearing seat sleeve.
In a preferred embodiment variant, at least one radially inner sealing element can be provided, in particular at an end of the bearing seat sleeve that protrudes from the bearing opening. The radially inner sealing element can be arranged radially between the bearing seat sleeve and the rotor shaft and form a liquid barrier for the not yet hardened casting compound and/or the coolant in the wet room. This means that the casting compound and/or the coolant passing through the capillary cannot flow out of the bearing seat sleeve.

Besonders bevorzugt kann das radial innere Dichtungselement ein O-Ring sein. Dieser O-Ring kann in eine Ringnut eingesetzt sein, die in einem auf der Rotorwelle aufgesteckten Schleifringträger eingebracht ist.Particularly preferably, the radially inner sealing element can be an O-ring. This O-ring can be inserted into an annular groove which is inserted into a slip ring carrier attached to the rotor shaft.

In einer konkreten Ausführungsvariante der Erfindung kann die Kapillare und/oder die Axialnut zur besseren Fixierung der Stromschiene teilweise mit einer Vergussmasse vergießbar sein. Mit dieser Vergussmasse kann die Kapillare sowie die Axialnut unter spielfreier Fixierung der Stromschiene innerhalb der Axialnut ausgefüllt sein.In a specific embodiment variant of the invention, the capillary and/or the axial groove can be partially cast with a casting compound for better fixation of the busbar. The capillary and the axial groove can be filled with this casting compound while fixing the busbar within the axial groove without play.

In einer technischen Umsetzung der Erfindung kann auf dem Außenumfang der Lagersitz-Hülse zusätzlich zu dem Lagersitz für das Drehlager auch ein Dichtsitz für ein radial äußeres Dichtungselement, insbesondere für einen Radialwellendichtring, vorgesehen sein. Das radial äußere Dichtungselement kann als Flüssigkeitsbarriere für das Kühlmittel ausgebildet sein und zusammen mit dem radial inneren Dichtungselement ein zweistufiges Dichtsystem für die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse und/oder das Kühlmittel ausbilden. Bevorzugt kann das radial äußere Dichtungselement den Außenumfang der Lagersitz-Hülse gegenüber dem Gehäuse abdichten und dadurch den im Inneren des Gehäuses befindlichen Nassraum von einem axial außerhalb des Gehäuses befindlichen Trockenraum abtrennen. Besonders bevorzugt kann das radial äußere Dichtungselement über einen Axialabstand vom Drehlager in Richtung des Trockenraumes beabstandet sein. Dadurch kann das Drehlager innerhalb des Nassraumes angeordnet sein, wobei ein Kühlmittel, insbesondere ein Öl, die Elektromaschine kühlt. Das radial äußere Dichtungselement verhindert, dass das Kühlmittel aus dem Nassraum austritt.In a technical implementation of the invention, a sealing seat for a radially outer sealing element, in particular for a radial shaft sealing ring, can also be provided on the outer circumference of the bearing seat sleeve in addition to the bearing seat for the pivot bearing. The radially outer sealing element can be designed as a liquid barrier for the coolant and, together with the radially inner sealing element, can form a two-stage sealing system for the not yet hardened casting compound and/or the coolant. Preferably, the radially outer sealing element can seal the outer circumference of the bearing seat sleeve from the housing and thereby separate the wet space located inside the housing from a dry space located axially outside the housing. Particularly preferably, the radially outer sealing element can be spaced apart from the pivot bearing in the direction of the drying room by an axial distance. As a result, the pivot bearing can be arranged within the wet room, with a coolant, in particular an oil, cooling the electric machine. The radially outer sealing element prevents the coolant from escaping from the wet room.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the attached figures.

Es zeigen:

  • 1 in einer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Elektromaschine;
  • 2 in einer Schnittansicht eine Rotorwelle vor der Montage zur erfindungsgemäßen Elektromaschine;
  • 3 in einer perspektivischen Ansicht ein Schleifringträger der erfindungsgemäßen Elektromaschine;
  • 4 in einer Schnittansicht die Rotorwelle gemäß 2 nach einem weiteren Montageschritt, bei dem der Schleifringträger gemäß 3 auf die Rotorwelle aufgebracht ist;
  • 5 in einer Schnittansicht die Rotorwelle gemäß 4 nach einem weiteren Montageschritt, bei dem eine Lagersitz-Hülse auf die Rotorwelle aufgebracht ist;
  • 6 in einer Schnittansicht die Rotorwelle gemäß 5, die in ein Spritzwerkzeug zum Vergießen einer Rotorwicklung der Rotorwelle mit einer Vergussmasse eingesetzt ist;
  • 7 in einer radialen Schnittansicht die Rotorwelle gemäß 6 vor dem Vergießen der Rotorwelle mit der Vergussmasse;
  • 8 eine Detailansicht B der Rotorwelle gemäß 7;
  • 9 in einer Schnittansicht A-A die Rotorwelle gemäß 6 nach dem Vergießen der Rotorwicklung mit der Vergussmasse;
  • 10 in einer radialen Schnittansicht eine Rotorwelle einer Elektromaschine gemäß dem Stand der Technik.
Show it:
  • 1 in a sectional view an electric machine according to the invention;
  • 2 in a sectional view a rotor shaft before assembly into the electric machine according to the invention;
  • 3 in a perspective view a slip ring carrier of the electric machine according to the invention;
  • 4 in a sectional view of the rotor shaft 2 after a further assembly step, in which the slip ring carrier according to 3 is applied to the rotor shaft;
  • 5 in a sectional view of the rotor shaft 4 after a further assembly step, in which a bearing seat sleeve is applied to the rotor shaft;
  • 6 in a sectional view of the rotor shaft 5 which is inserted into an injection mold for casting a rotor winding of the rotor shaft with a casting compound;
  • 7 in a radial sectional view of the rotor shaft 6 before casting the rotor shaft with the casting compound;
  • 8th a detailed view B of the rotor shaft according to 7 ;
  • 9 in a sectional view AA the rotor shaft according to 6 after casting the rotor winding with the casting compound;
  • 10 in a radial sectional view a rotor shaft of an electric machine according to the prior art.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Elektromaschine 40 in Form einer nasslaufenden, fremderregten Synchronmaschine gezeigt. Die Elektromaschine 40 weist eine als Hohlwelle ausgeführte Rotorwelle 42 auf. Die Rotorwelle 42 ist mit einem Wicklungsträger 44 axial verbunden, der zumindest eine Rotorwicklung 46 der Rotorwelle 42 aufnimmt.In the 1 an electric machine 40 according to the invention is shown in the form of a wet-running, externally excited synchronous machine. The electric machine 40 has a rotor shaft 42 designed as a hollow shaft. The rotor shaft 42 is axially connected to a winding carrier 44, which receives at least one rotor winding 46 of the rotor shaft 42.

An den dem Wicklungsträger 44 abgewandten Wellenende 48 der Rotorwelle 42 ist radial außerhalb der Rotorwelle 42 ein Schleifringträger 50 aufgesteckt. Der Schleifringträger 50 weist zwei Schleifringe 54 auf, die am Wellenende 48 in den Außenumfang des Schleifringträgers 50 eingebracht sind. Die Schleifringe 54 sind über je eine Stromschiene 56 mit der Rotorwicklung 46 elektrisch kontaktiert. Die Stromschiene 56 weist einen Leiter 58 und einen Kunststoffmantel 57 auf (Bestandteil des Schleifringträgers 50). Die Stromschiene 56 ist aufgrund des Kunststoffmantels 57 im Bereich zwischen dem Schleifring 54 und einem Stromschienenendstück 60 elektrisch isoliert ausgeführt. Zusätzlich zu den Schleifringen 54 ist in den Außenumfang des Schleifringträgers 50 eine Ringnut 62 eingebracht. In diese Ringnut 62 ist ein radial inneres Dichtungselement in Form eines O-Ringes 64 eingesetzt.A slip ring carrier 50 is attached radially outside the rotor shaft 42 to the shaft end 48 of the rotor shaft 42 facing away from the winding carrier 44. The slip ring carrier 50 has two slip rings 54, which are inserted into the outer circumference of the slip ring carrier 50 at the shaft end 48. The slip rings 54 are each electrically contacted with the rotor winding 46 via a busbar 56. The busbar 56 has a conductor 58 and a plastic jacket 57 (part of the slip ring carrier 50). The busbar 56 is designed to be electrically insulated due to the plastic jacket 57 in the area between the slip ring 54 and a busbar end piece 60. In addition to the slip rings 54, an annular groove 62 is introduced into the outer circumference of the slip ring carrier 50. A radially inner sealing element in the form of an O-ring 64 is inserted into this annular groove 62.

Für ein einfacheres Verständnis der Erfindung wird zunächst Bezug auf 10 genommen, in der eine aus dem Stand der Technik bekannte Elektromaschine im Querschnitt gezeigt ist. Demnach sind in den Außenumfang 3 einer Rotorwelle 2 gleichmäßig umfangsverteilt drei Axialnuten 4 eingebracht. In diesen Axialnuten 4 ist jeweils eine Stromschiene 5 eingesetzt, bei der ein Leiter 6 in einen Kunststoffmantel 10 eingebettet ist. Radial außerhalb der Rotorwelle 2 ist ein Drehlager 13 vorgesehen. Das Drehlager 13 ist mit seinem Innenring 14 nur bereichsweise mit dem Außenumfang 3 der Rotorwelle 2 in Kontakt. Konkret heißt das, dass der Innenring 14 nur bereichsweise auf dem Außenumfang 3 der Rotorwelle 2 aufliegt, nämlich in den Umfangsabschnitten 15 zwischen den Axialnuten 4. Der Außenumfang 3 der Rotorwelle 2 ist von den Axialnuten 4 unterbrochen, sodass der Innenring 14 in Umfangsrichtung nicht vollflächig auf der Rotorwelle 2 aufliegt, wodurch das Drehlager 13 ungleichmäßig belastet wird.For a simpler understanding of the invention, reference is first made to 10 taken, in which an electric machine known from the prior art is shown in cross section. Accordingly, three axial grooves 4 are introduced into the outer circumference 3 of a rotor shaft 2, evenly distributed around the circumference. A busbar 5 is inserted into each of these axial grooves 4, in which a conductor 6 is embedded in a plastic jacket 10. A pivot bearing 13 is provided radially outside the rotor shaft 2. The pivot bearing 13 is only partially in contact with the outer circumference 3 of the rotor shaft 2 with its inner ring 14. Specifically, this means that the inner ring 14 only rests partially on the outer circumference 3 of the rotor shaft 2, namely in the circumferential sections 15 between the axial grooves 4. The outer circumference 3 of the rotor shaft 2 is interrupted by the axial grooves 4, so that the inner ring 14 does not cover the entire surface in the circumferential direction rests on the rotor shaft 2, whereby the pivot bearing 13 is loaded unevenly.

Außerdem wirken im Betrieb der Elektromaschine Fliehkräfte auf die Stromschienen 5. Durch diese Fliehkräfte werden die Stromschienen 5 unter Aufbrauch des radialen Bewegungsspiels Δr in der Axialnut 42 radial nach au-ßen, in Richtung der Lagersitz-Hülse 70 bewegt. Die Stromschienen 5 bewegen sich in Abhängigkeit der Drehzahl der Rotorwelle 42 radial innerhalb der Axialnut 82. Diese Bewegung unter Aufbrauch des radialen Bewegungsspiels Δr führt zu einer starken mechanischen Belastung der Stromschienen 5.In addition, centrifugal forces act on the busbars 5 during operation of the electric machine. These centrifugal forces cause the busbars 5 to be moved radially outwards, in the direction of the bearing seat sleeve 70, using up the radial movement play Δr in the axial groove 42. The busbars 5 move radially within the axial groove 82 depending on the speed of the rotor shaft 42. This movement, using up the radial movement play Δr, leads to a strong mechanical load on the busbars 5.

Im Unterschied zur 10 ist in der 1 zur Bildung eines vollflächigen Lagersitzes radial außerhalb des Schleifringträgers 50 eine Lagersitz-Hülse 70 vorgesehen. Die Lagersitz-Hülse 70 ist in einem Presspassungsabschnitt 72 auf die Rotorwelle 42 aufgepresst. Der O-Ring 64 dichtet die Lagersitz-Hülse 70 gegenüber dem Schleifringträger 50 ab und verhindert dadurch, dass ein für den Nasslauf benötigtes Kühlmittel 92 oder eine, zur Fixierung der Rotorwicklung 46 eingesetzte, noch nicht ausgehärtete Vergussmasse 80 durch den Presspassungsabschnitt 72 fließt und in Richtung des Endes 48 axial aus der Lagersitz-Hülse 70 austritt.In contrast to 10 is in the 1 To form a full-surface bearing seat, a bearing seat sleeve 70 is provided radially outside of the slip ring carrier 50. The bearing seat sleeve 70 is pressed onto the rotor shaft 42 in a press-fitting section 72. The O-ring 64 seals the bearing seat sleeve 70 from the slip ring carrier 50 and thereby prevents a coolant 92 required for wet running or a not yet hardened casting compound 80 used to fix the rotor winding 46 from flowing through the press-fitting section 72 and into Direction of the end 48 emerges axially from the bearing seat sleeve 70.

Die Lagersitzhülse 70 weist an ihrem Außenumfang eine sich in Umfangsrichtung erstreckende glattzylindrische Lagersitzfläche auf, die einen Lagersitz 74 für ein Drehlager 76 bildet. Der Lagersitz 74 ist ein in Umfangsrichtung durchgehender, das heißt ein nicht von einer axial verlaufenden Nut unterbrochener Lagersitz. Über das Drehlager 76 ist die auf die Rotorwelle 42 aufgepresste Lagersitz-Hülse 70 in einem Gehäuse 90 der Elektromaschine 40 gelagert.The bearing seat sleeve 70 has on its outer circumference a smooth cylindrical bearing seat surface extending in the circumferential direction, which forms a bearing seat 74 for a pivot bearing 76. The bearing seat 74 is a bearing seat that is continuous in the circumferential direction, that is, a bearing seat that is not interrupted by an axially extending groove. The bearing seat sleeve 70 pressed onto the rotor shaft 42 is stored in a housing 90 of the electric machine 40 via the pivot bearing 76.

Bei der nasslaufenden Elektromaschine 40 wird die Rotorwicklung 6 durch ein innerhalb des Gehäuses 90 befindlichen Öl 92 gekühlt. Das Öl 92, das im Inneren des Gehäuses 90 angeordnet ist, füllt dieses nur teilweise aus und wird durch die beim Betrieb der Elektromaschine 40 erzeugte Drehbewegung des Wicklungsträger 44 im Inneren des Gehäuses 90 verteilt.In the case of the wet-running electric machine 40, the rotor winding 6 is cooled by an oil 92 located within the housing 90. The oil 92, which is arranged inside the housing 90, only partially fills it and is distributed inside the housing 90 by the rotational movement of the winding carrier 44 generated during operation of the electric machine 40.

Um ein Austreten des Öls 92 in Richtung des Wellenendes 48 zu verhindern, ist auf dem Außenumfang der Lagersitz-Hülse 70 neben dem Lagersitz 74 auch ein Dichtsitz 78 für ein radial äußeres Dichtungselement 79 in Form eines Radialwellendichtringes vorgesehen. Der Radialwellendichtring 79 ist vom Drehlager 76 durch einen Axialabstand Δa beabstandet. Der Radialwellendichtring 79 ist in radialer Richtung zwischen dem Außenumfang der Lagersitz-Hülse 70 und dem Gehäuse 90 angeordnet. Dadurch dichtet der Radialwellendichtring 79 die Lagersitz-Hülse 70 gegenüber einer im Gehäuse 90 vorgesehenen Lageröffnung 94, in der die Rotorwelle 42 angeordnet ist, ab. Somit ist verhindert, dass das Öl 92 aus der Lageröffnung 94 austritt und gleichzeitig sichergestellt, dass von außen kein Schmutz ins Innere des Gehäuses 90 der Elektromaschine 40 eindringt.In order to prevent the oil 92 from escaping in the direction of the shaft end 48, a sealing seat 78 for a radially outer sealing element 79 in the form of a radial shaft sealing ring is also provided on the outer circumference of the bearing seat sleeve 70 in addition to the bearing seat 74. The radial shaft seal 79 is spaced from the pivot bearing 76 by an axial distance Δa. The radial shaft seal 79 is arranged in the radial direction between the outer circumference of the bearing seat sleeve 70 and the housing 90. As a result, the radial shaft sealing ring 79 seals the bearing seat sleeve 70 from a bearing opening 94 provided in the housing 90, in which the rotor shaft 42 is arranged. This prevents the oil 92 from escaping from the bearing opening 94 and at the same time ensures that no dirt from the outside penetrates into the interior of the housing 90 of the electric machine 40.

Der Wicklungsträger 44 sowie die Rotorwicklung 46 sind mit der Vergussmasse 80 vergossen, die sich innerhalb der Lagersitz-Hülse 70 bis zum O-Ring 64 erstreckt. Durch die Vergussmasse 80 ist die Rotorwicklung 46 auf dem Wicklungsträger 44, die Lagersitz-Hülse 70 sowie die Stromschiene 56 auf der Rotorwelle 42 mechanisch fixiert. Für die Stromschiene 56, die in einer Axialnut 82 (2) eingelegt ist, bedeutet das, dass die Stromschiene 56 von der Vergussmasse 80 in der Axialnut 82 fixiert ist. Somit ist auch der Schleifringträger 50, besonders auch ein Stützring 63 des Schleifringträgers 50 durch die Vergussmasse 80 auf der Rotorwelle 42 fixiert.The winding carrier 44 and the rotor winding 46 are cast with the casting compound 80, which extends within the bearing seat sleeve 70 to the O-ring 64. The potting compound 80 mechanically fixes the rotor winding 46 on the winding carrier 44, the bearing seat sleeve 70 and the busbar 56 on the rotor shaft 42. For the busbar 56, which is in an axial groove 82 ( 2 ) is inserted, this means that the busbar 56 is fixed in the axial groove 82 by the casting compound 80. The slip ring carrier 50, in particular also a support ring 63 of the slip ring carrier 50, is thus also fixed on the rotor shaft 42 by the casting compound 80.

Anhand der nachfolgenden 2 bis 9 ist eine Montageabfolge bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Elektromaschine 40 erläutert.Based on the following 2 until 9 an assembly sequence in the production of the electric machine 40 according to the invention is explained.

In 2 ist die Rotorwelle 42 in einem Axialschnitt dargestellt. An die Rotorwelle 42 schließt sich in axialer Richtung der Wicklungsträger 44 an. Der Wicklungsträger 44 ist in dieser Darstellung noch unbewickelt, das heißt, dass die Rotorwicklung 46 erst zu einem späteren Zeitpunkt in der Montageabfolge aufgewickelt wird. Aus diesem Grund sind in dieser Darstellung lediglich die im Wicklungsträger 44 axial verlaufenden Nuten 61 zur Aufnahme der Rotorwicklung 46 dargestellt. Die im Außenumfang der Rotorwelle 42 verlaufende Axialnut 82 ist nach radial außen geöffnet und weist einen annähernd rechteckförmigen Querschnitt auf. Das heißt, dass der Querschnitt der Axialnut 82 bei einem Schnitt senkrecht zur Längsachse B annähernd rechteckig ist.In 2 the rotor shaft 42 is shown in an axial section. The winding carrier 44 adjoins the rotor shaft 42 in the axial direction. The winding carrier 44 is still unwound in this illustration, which means that the rotor winding 46 is only wound up at a later point in the assembly sequence. For this reason, only the grooves 61 running axially in the winding carrier 44 for receiving the rotor winding 46 are shown in this illustration. The axial groove 82 running in the outer circumference of the rotor shaft 42 is opened radially outwards and has an approximately rectangular cross section. This means that the cross section of the axial groove 82 is approximately rectangular when cut perpendicular to the longitudinal axis B.

In 3 ist der Schleifringträger 50 gezeigt, der für die Montage auf der Rotorwelle 42 vorgesehen ist. Der Schleifringträger 50 weist einen Schleifringabschnitt 96, einen sich daran axial anschließenden Stromschienenabschnitt 98 sowie den Stützring 63 auf. Der Stützring 63 schließt sich an den Stromschienenabschnitt 98 an und stützt die Stromschienen 56 im Stromschienenabschnitt 98 gegeneinander ab und stabilisiert sie gegenüber mechanischer Belastung. Der Schleifringträger 50 ist mit Ausnahme der Schleifringe 54 sowie der Leiter 58 als ein einstückiges und materialeinheitliches Kunststoffbauteil hergestellt.In 3 the slip ring carrier 50 is shown, which is intended for mounting on the rotor shaft 42. The slip ring carrier 50 has a slip ring section 96, an axially adjoining busbar section 98 and the support ring 63. The support ring 63 adjoins the busbar section 98 and supports the busbars 56 in the busbar section 98 against each other and stabilizes them against mechanical stress. With the exception of the slip rings 54 and the conductor 58, the slip ring carrier 50 is manufactured as a one-piece plastic component with the same material.

Am Schleifringabschnitt 96 sind die beiden Schleifringe 54 axial voneinander beabstandet angeordnet. Die Schleifringe 54 sind über die Stromschienen 56 im Stromschienenabschnitt 98 mit den radial aus dem Stützring 63 hervorragenden Stromschienenendstücken 60 elektrisch leitend verbunden. Die Stromschienen 56 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt.On the slip ring section 96, the two slip rings 54 are arranged axially spaced apart from one another. The slip rings 54 are connected in an electrically conductive manner via the busbars 56 in the busbar section 98 to the busbar end pieces 60 which protrude radially from the support ring 63. The busbars 56 are evenly distributed in the circumferential direction.

In 4 ist der Schleifringträger 50 bereits auf die Rotorwelle 42 aufgesteckt. Dabei ist der Schleifringabschnitt 96 derart auf den Außenumfang eines Rotorwellenabschnittes 106 der Rotorwelle 42 aufgesteckt, dass der Außenumfang des Schleifringträgers 50 axial mit dem Außenumfang der Rotorwelle 42 im Bereich des Presspassungsabschnittes 72 fluchtet. In die im Schleifringträger 50 eingebrachte Ringnut 62 ist bereits der O-Ring 64 eingesetzt. Der Wicklungsträger 44 ist mit der Rotorwicklung 46 bewickelt und ein Draht der Rotorwicklung 46 ist elektrisch mit dem Stromschienenendstück 60 der Stromschiene 56 kontaktiert.In 4 the slip ring carrier 50 is already attached to the rotor shaft 42. The slip ring section 96 is plugged onto the outer circumference of a rotor shaft section 106 of the rotor shaft 42 in such a way that the outer circumference of the slip ring carrier 50 is axially aligned with the outer circumference of the rotor shaft 42 in the area of the press-fit section 72. The O-ring 64 is already inserted into the annular groove 62 made in the slip ring carrier 50. The winding carrier 44 is wound with the rotor winding 46 and a wire of the rotor winding 46 is electrically contacted with the busbar end piece 60 of the busbar 56.

In 5 ist gegenüber der Darstellung in 4 zusätzlich noch die Lagersitz-Hülse 70 auf die Rotorwelle 42 aufgepresst. Die Lagersitz-Hülse 70 ist dabei im Presspassungsabschnitt 72 mit ihrem Innenumfang auf dem Außenumfang der Rotorwelle 42 aufgepresst. Gleichzeitig umschließt die Lagersitz-Hülse 70 in axialer Richtung auch einen Teil des Schleifringabschnittes 96.In 5 is compared to the representation in 4 In addition, the bearing seat sleeve 70 is pressed onto the rotor shaft 42. The bearing seat sleeve 70 is pressed with its inner circumference onto the outer circumference of the rotor shaft 42 in the press-fitting section 72. At the same time, the bearing seat sleeve 70 also encloses part of the slip ring section 96 in the axial direction.

Im Presspassungsabschnitt 72 ist der Innenumfang der Lagersitz-Hülse 70 nicht schon allein durch die Presspassung gegenüber dem Außenumfang der Rotorwelle 42 flüssigkeitsdicht. Stattdessen kann sich zwischen dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse 70 und dem Außenumfang der Rotorwelle 42 sowie im Bereich der Axialnut 42 zumindest eine Kapillare ausbilden, durch die eine Flüssigkeit, wie beispielsweise das Kühlmittel 92 oder die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse 80 vom Wicklungsträger 44 in axialer Richtung zwischen den Außenumfang der Rotorwelle 42 und dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse 70 austritt. Um dies zu verhindern, ist der O-Ring 64 vorgesehen. Der O-Ring 64 ist in der Ringnut 62 im Schleifringträger 50 angeordnet und dichtet den Außenumfang des Schleifringträgers 50 im Bereich des Schleifringabschnittes 96 radial gegenüber dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse 70 ab. Folglich kann weder das Kühlmittel 92, noch die Vergussmasse 80 zwischen der Lagersitz-Hülse 70 und dem Schleifringträger 50 austreten.In the press-fit section 72, the inner circumference of the bearing seat sleeve 70 is not liquid-tight relative to the outer circumference of the rotor shaft 42 simply because of the press fit. Instead, at least one capillary can be formed between the inner circumference of the bearing seat sleeve 70 and the outer circumference of the rotor shaft 42 and in the area of the axial groove 42, through which a liquid, such as the coolant 92 or the not yet hardened potting compound 80, can be transported from the winding carrier 44 in an axial direction Direction between the outer circumference of the rotor shaft 42 and the inner circumference of the bearing seat sleeve 70 emerges. To prevent this, the O-ring 64 is provided. The O-ring 64 is arranged in the annular groove 62 in the slip ring carrier 50 and seals the outer circumference of the slip ring carrier 50 in the area of the slip ring section 96 radially from the inner circumference of the bearing seat sleeve 70. Consequently, neither the coolant 92 nor the casting compound 80 can escape between the bearing seat sleeve 70 and the slip ring carrier 50.

In 6 ist die mit der Lagersitz-Hülse 70 versehene Rotorwelle 42 für einen nachfolgenden Vakuum-Gießschritt als ein Einlegeteil in eine Werkzeugkavität 109 eines Spritzgießwerkzeugs 108 eingesetzt. Beim Vakuum-Gießschritt wird eine flüssige Ausgangskomponente der Vergussmasse 80 in die mit Unterdruck beaufschlagte Werkzeugkavität 109 eingespritzt. Das Spritzgießwerkzeug 108 ist mittels einer Dichtung 110 gegenüber dem Außenumfang der Lagesitz-Hülse 70 abgedichtet. Die Dichtung 110 ist so ausgeführt, dass die anschließend in die Werkzeugkavität 109 eingeleitete, flüssige - weil noch nicht ausgehärtete - Vergussmasse 80 zum Vergießen der Rotorwicklung 46 nicht zwischen dem Spritzgießwerkzeug 108 und dem Außenumfang der Lagersitz-Hülse 70 austritt.In 6 the rotor shaft 42 provided with the bearing seat sleeve 70 is inserted as an insert into a tool cavity 109 of an injection molding tool 108 for a subsequent vacuum casting step. During the vacuum casting step, a liquid starting component of the casting compound 80 is injected into the tool cavity 109 subjected to negative pressure. The injection molding tool 108 is sealed against the outer circumference of the positioning seat sleeve 70 by means of a seal 110. The seal 110 is designed in such a way that the liquid - because it has not yet hardened - potting compound 80, which is then introduced into the tool cavity 109, for potting the rotor winding 46 does not come between the injection molding tool 108 and the outer circumference of the bearing seat sleeve 70 emerges.

In 7 ist die Anordnung gemäß 6 im Schnitt A-A (6) dargestellt. Wie bereits anhand der 3 erläutert wurde, sind insgesamt drei Stromschienen 56 vorgesehen. Diese drei Stromschienen 56 sind in jeweils einer in den Außenumfang der Rotorwelle 42 und radial nach außen geöffnete Axialnut 82 eingelegt.In 7 is the order according to 6 on average AA ( 6 ) shown. As already based on the 3 was explained, a total of three busbars 56 are provided. These three busbars 56 are each inserted into an axial groove 82 that is opened radially outward in the outer circumference of the rotor shaft 42.

In 8 ist die Axialnut 82 mit der darin eingelegten Stromschiene 56 in einer Detailansicht B stellvertretend für die übrigen Axialnuten sowie die darin angeordneten Stromschienen dargestellt. Der Leiter 58 der Stromschiene 56 ist in den Kunststoffmantel 57 des Schleifringträgers 50 eingebettet und dadurch elektrisch isoliert. Die Stromschiene 56 ist in der Axialnut 82 angeordnet. In radialer Richtung zwischen dem Kunststoffmantel 57 und dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse 70 ist das radiale Bewegungsspiel Δr vorhanden, sodass die Stromschiene 56 innerhalb der Axialnut 82 nicht fixiert und daher mechanisch belastet ist.In 8th the axial groove 82 with the busbar 56 inserted therein is shown in a detailed view B representative of the other axial grooves and the busbars arranged therein. The conductor 58 of the busbar 56 is embedded in the plastic jacket 57 of the slip ring carrier 50 and is thereby electrically insulated. The busbar 56 is arranged in the axial groove 82. In the radial direction between the plastic jacket 57 and the inner circumference of the bearing seat sleeve 70, the radial movement play Δr is present, so that the busbar 56 is not fixed within the axial groove 82 and is therefore mechanically loaded.

Um die mechanische Belastung der Stromschienen 56 zu reduzieren, ist die Vergussmasse 80 vorgesehen (9). Die Vergussmasse 80 fixiert nach deren Aushärten neben der Rotorwicklung 46 auch die Stromschienen 56 gegenüber der Rotorwelle 42. Dazu dringt die beim Vakuum-Gießschritt eingeleitete Vergussmasse 80 gleichermaßen auch in die Axialnuten 82 und die Kapillare innerhalb des Presspassungsabschnittes 72 ein, wodurch alle vorhandenen Kapillaren im Presspassungsabschnitt 72 sowie das radiale Bewegungsspiel Δr mit der Vergussmasse 80 gefüllt werden. Nach dem Aushärten der Vergussmasse 80 sind somit neben der Rotorwicklung 46 auch die Stromschienen 56 fixiert. Das bedeutet, dass kein radiales Bewegungsspiel Δr mehr für die Stromschienen 56 zur Verfügung steht. In der Folge bewegen sich die Stromschienen 56 nicht mehr innerhalb den Axialnuten 82, wodurch deren mechanische Belastung reduziert ist.In order to reduce the mechanical load on the busbars 56, the casting compound 80 is provided ( 9 ). After hardening, the casting compound 80 fixes not only the rotor winding 46 but also the busbars 56 relative to the rotor shaft 42. For this purpose, the casting compound 80 introduced during the vacuum casting step also penetrates into the axial grooves 82 and the capillary within the press-fitting section 72, whereby all existing capillaries in the Press-fit section 72 and the radial movement play Δr are filled with the casting compound 80. After the casting compound 80 has hardened, in addition to the rotor winding 46, the busbars 56 are also fixed. This means that there is no longer any radial movement play Δr available for the busbars 56. As a result, the busbars 56 no longer move within the axial grooves 82, whereby their mechanical load is reduced.

BezugszeichenlisteReference symbol list

A, BAWAY
LängsachseLongitudinal axis
22
RotorwelleRotor shaft
33
Außenumfang der RotorwelleOuter circumference of the rotor shaft
44
AxialnutenAxial grooves
55
Stromschienebusbar
66
LeiterDirector
1010
KunststoffmantelPlastic jacket
1313
DrehlagerPivot bearing
1414
InnenringInner ring
1515
UmfangsabschnittPerimeter section
4040
ElektromaschineElectric machine
4242
RotorwelleRotor shaft
4444
Wicklungsträgerwinding carrier
4646
RotorwicklungRotor winding
4848
Wellenendeshaft end
5050
SchleifringträgerSlip ring carrier
5454
SchleifringeSlip rings
5656
Stromschienebusbar
5757
KunststoffmantelPlastic jacket
5858
LeiterDirector
6060
StromschienenendstückBusbar end piece
6262
RingnutRing groove
6161
Nutengrooves
6363
StützringSupport ring
6464
O-Ring/radial inneres DichtungselementO-ring/radial inner seal element
7070
Lagersitz-HülseBearing seat sleeve
7272
PresspassungsabschnittPress fit section
7474
Lagersitzbearing seat
7676
DrehlagerPivot bearing
7878
DichtsitzSealing seat
7979
Radialwellendichtring/radial äußeres DichtungselementRadial shaft seal/radial outer sealing element
8080
VergussmassePotting compound
8282
AxialnutAxial groove
9090
GehäuseHousing
9292
Kühlmittelcoolant
9494
LageröffnungWarehouse opening
9696
SchleifringabschnittSlip ring section
9898
StromschienenabschnittBusbar section
100100
Nassraumwet room
102102
Trockenraumdrying room
106106
RotorwellenabschnittRotor shaft section
108108
SpritzgießwerkzeugInjection molding tool
109109
WerkzeugkavitätTool cavity
110110
Dichtungpoetry

Claims (9)

Elektromaschine mit einer durch eine Lageröffnung (94) eines Elektromaschinen-Gehäuses (90) geführten Rotorwelle (42), die über ein Drehlager (76) in der gehäuseseitigen Lageröffnung (94) gelagert ist, wobei im Außenumfang der Rotorwelle (42) zumindest eine Axialnut (82) ausgebildet ist, in der eine Stromschiene (56) verläuft, die einen Schleifring (54) der Elektromaschine (40) mit einer Rotorwicklung (46) der Rotorwelle (42) elektrisch verbindet, wobei in Radialrichtung eine Lagersitz-Hülse (70) zwischen dem Drehlager (76) und der Rotorwelle (42) angeordnet ist, die einen in Umfangsrichtung komplett durchgängigen Lagersitz (74) für das Drehlager (76) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagersitz-Hülse (70) in zumindest einem Presspassungsabschnitt (72) auf die Rotorwelle (42) aufgepresst ist, und zwar unter Bildung flüssigkeitsdurchlässiger Kapillare, durch die eine noch nicht ausgehärtete, flüssige Vergussmasse (80) zum Vergießen der Rotorwicklung (46) oder ein Kühlmittel (92), welches sich bei einer nasslaufenden Elektromaschine in einem mit dem Kühlmittel (92) gefüllten Nassraum (100) im Inneren des Gehäuses (90) befindet, über die sich im Presspassungsabschnitt (72) ausbildenden Kapillaren austritt.Electric machine with a rotor shaft (42) guided through a bearing opening (94) in an electric machine housing (90), which has a rotary shaft ger (76) is mounted in the housing-side bearing opening (94), with at least one axial groove (82) being formed in the outer circumference of the rotor shaft (42), in which a busbar (56) runs, which has a slip ring (54) of the electric machine (40 ) electrically connects to a rotor winding (46) of the rotor shaft (42), a bearing seat sleeve (70) being arranged in the radial direction between the pivot bearing (76) and the rotor shaft (42), which has a bearing seat (74) that is completely continuous in the circumferential direction. for the pivot bearing (76), characterized in that the bearing seat sleeve (70) is pressed onto the rotor shaft (42) in at least one press-fitting section (72), specifically with the formation of liquid-permeable capillaries through which a not yet hardened, liquid Potting compound (80) for potting the rotor winding (46) or a coolant (92), which in a wet-running electric machine is located in a wet room (100) filled with the coolant (92) inside the housing (90), via which in Press-fitting section (72) emerges from the capillaries. Elektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der am Außenumfang der Lagersitz-Hülse (70) gebildete Lagersitz (74) eine glattzylindrische Lagersitzfläche aufweist, die in Umfangsrichtung durchgängig ist, das heißt nicht von einer Nut unterbrochen ist und/oder dass die Lagersitz-Hülse (70) als ein einstückiges, materialeinheitliches Bauteil gefertigt ist.electric machine Claim 1 , characterized in that the bearing seat (74) formed on the outer circumference of the bearing seat sleeve (70) has a smooth cylindrical bearing seat surface which is continuous in the circumferential direction, that is, is not interrupted by a groove and/or that the bearing seat sleeve (70) is manufactured as a one-piece component made of the same material. Elektromaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring des Drehlagers (76) auf der Lagersitzfläche der Lagersitz-Hülse (70) aufgepresst ist, sodass der Innenring des Drehlagers (76) in Umfangsrichtung vollständig in Kontakt mit der glattzylindrischen Lagersitzfläche ist.electric machine Claim 2 , characterized in that an inner ring of the pivot bearing (76) is pressed onto the bearing seat surface of the bearing seat sleeve (70), so that the inner ring of the pivot bearing (76) is completely in contact with the smooth cylindrical bearing seat surface in the circumferential direction. Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialnut (82) radial nach außen offen ist und die Lagersitz-Hülse (70) mit ihrem Innenumfang die Axialnut (82) überdeckt, und dass die Lagersitz-Hülse (70) vor einem Gießschritt, eine radiale Bewegung der Stromschiene (56) in der Axialnut (82) derart begrenzt, dass die Stromschiene (56) innerhalb der Axialnut (82) unter Aufbrauch eines radialen Bewegungsspiels (Δr) zwischen der Stromschiene (56) und dem Innenumfang der Lagersitz-Hülse (70) beweglich ist.Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the axial groove (82) is open radially outwards and the bearing seat sleeve (70) covers the axial groove (82) with its inner circumference, and that the bearing seat sleeve (70) in front of one Casting step, a radial movement of the busbar (56) in the axial groove (82) is limited in such a way that the busbar (56) within the axial groove (82) uses up a radial movement play (Δr) between the busbar (56) and the inner circumference of the bearing seat -Sleeve (70) is movable. Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein radial inneres Dichtungselement (64) vorgesehen ist, das radial zwischen der Lagersitz-Hülse (70) und der Rotorwelle (42) angeordnet ist und eine Flüssigkeitsbarriere für die noch nicht ausgehärtete, flüssige Vergussmasse (80) und/oder das Kühlmittel (92) im Nassraum (100) ausbildet, sodass die durch die Kapillare hindurchtretende Vergussmasse (80) und/oder das Kühlmittel (92) nicht axial aus der Lagersitz-Hülse (70) austritt.Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one radially inner sealing element (64) is provided, which is arranged radially between the bearing seat sleeve (70) and the rotor shaft (42) and a liquid barrier for the not yet hardened, liquid The casting compound (80) and/or the coolant (92) forms in the wet space (100), so that the casting compound (80) passing through the capillary and/or the coolant (92) does not exit axially from the bearing seat sleeve (70). Elektromaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Dichtungselement (64) ein O-Ring ist, der in eine Ringnut (62) eingesetzt ist, die in einem auf der Rotorwelle (42) aufgesteckten Schleifringträger (50) eingebracht ist.electric machine Claim 5 , characterized in that the radially inner sealing element (64) is an O-ring which is inserted into an annular groove (62) which is inserted into a slip ring carrier (50) attached to the rotor shaft (42). Elektromaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillare und/oder die Axialnut (82) zumindest teilweise mit der Vergussmasse (80) vergießbar ist, sodass die Kapillare und/oder die Axialnut (82) unter spielfreier Fixierung der Stromschiene (56) innerhalb der Axialnut (82) mit der Vergussmasse (80) aufgefüllt ist.electric machine Claim 5 or 6 , characterized in that the capillary and/or the axial groove (82) can be at least partially cast with the casting compound (80), so that the capillary and/or the axial groove (82) is fixed within the axial groove (82) with play-free fixation of the busbar (56). ) is filled with the casting compound (80). Elektromaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Außenumfang der Lagersitz-Hülse (70) zusätzlich zu dem Lagersitz (74) für das Drehlager (76) auch ein Dichtsitz (78) für ein radial äußeres Dichtungselement (79) für einen Radialwellendichtring, vorgesehen ist, das als Flüssigkeitsbarriere für das Kühlmittel (92) ausgebildet ist, und dass das Dichtungselement (79) zusammen mit dem radial inneren Dichtungselement (64) ein zweistufiges Dichtsystem für die noch nicht ausgehärtete Vergussmasse (80) und/oder das Kühlmittel (92) ausbildet, und/oder dass das radial äußere Dichtungselement (79) den Außenumfang der Lagersitz-Hülse (70) gegenüber dem Gehäuse (90) abdichtet und dadurch den im Inneren des Gehäuses (90) befindlichen Nassraum (100) von einem axial außerhalb des Gehäuses (90) befindlichen Trockenraum (102) abtrennt.Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the bearing seat sleeve (70) in addition to the bearing seat (74) for the pivot bearing (76) there is also a sealing seat (78) for a radially outer sealing element (79) for a Radial shaft sealing ring is provided, which is designed as a liquid barrier for the coolant (92), and that the sealing element (79) together with the radially inner sealing element (64) forms a two-stage sealing system for the not yet hardened potting compound (80) and / or the coolant (92), and/or that the radially outer sealing element (79) seals the outer circumference of the bearing seat sleeve (70) relative to the housing (90) and thereby protects the wet space (100) located inside the housing (90) from an axial separates the drying room (102) located outside the housing (90). Elektromaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Dichtungselement (79) über einen Axialabstand (Δa), vom Drehlager (76) in Richtung des Trockenraumes (102) beabstandet ist, sodass das Drehlager (76) innerhalb des Nassraumes angeordnet ist und/oder dass ein Kühlmittel (92) die Elektromaschine (40) kühlt und/oder dass das radial äußere Dichtungselement (79) verhindert, dass das Kühlmittel (92) aus dem Nassraum (100) austritt.electric machine Claim 8 , characterized in that the radially outer sealing element (79) is spaced over an axial distance (Δa) from the pivot bearing (76) in the direction of the drying space (102), so that the pivot bearing (76) is arranged within the wet space and / or that a Coolant (92) cools the electric machine (40) and / or that the radially outer sealing element (79) prevents the coolant (92) from escaping from the wet space (100).
DE102019206894.4A 2019-05-13 2019-05-13 Electric machine Active DE102019206894B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206894.4A DE102019206894B4 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206894.4A DE102019206894B4 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019206894A1 DE102019206894A1 (en) 2020-11-19
DE102019206894B4 true DE102019206894B4 (en) 2023-10-05

Family

ID=73018655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019206894.4A Active DE102019206894B4 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Electric machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019206894B4 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021108197A1 (en) 2021-03-31 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Rotor shaft for a rotor of an electrical machine, electrical machine and motor vehicle
DE102022208324A1 (en) 2022-08-10 2024-02-15 Mahle International Gmbh Rotor shaft for a rotor of an electrical machine

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE368956C (en) 1923-02-12 Neufeldt & Kuhnke Device for reducing the slip ring diameter of electrical machines
US3052956A (en) 1960-03-28 1962-09-11 Ametek Inc Method and assembly for anti-friction bearing mounting structure
DE69806179T2 (en) 1997-10-30 2003-01-30 Ford Motor Co., Dearborn WIRE GUIDE ARRANGEMENT FOR THE ELECTRIC MACHINE ROTOR
DE102004060379A1 (en) 2004-12-15 2006-06-22 Juli Motorenwerk, K.S. Electrodynamic machine especially synchro motor has rotor with gap between permanent magnets filled with hardened fixed filler
DE4111411B4 (en) 1991-04-09 2006-09-14 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Rotor with a protective jacket
DE102008003784A1 (en) 2008-01-10 2009-07-16 Baumüller Nürnberg GmbH Stator casting method for electric motor, involves shifting stator in rotation about its longitudinal axis during and/or after insertion of pourable casting compound such that compound is distributed in even and hollow space filling manner
US8171616B2 (en) 2007-11-21 2012-05-08 Smith David J Method of making an armature
DE112013003975T5 (en) 2012-08-08 2015-07-09 Ac Propulsion, Inc. Liquid-cooled electric motor
DE102016200766A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric machine
EP2922186B1 (en) 2012-11-19 2018-05-30 Mitsubishi Electric Corporation Rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE368956C (en) 1923-02-12 Neufeldt & Kuhnke Device for reducing the slip ring diameter of electrical machines
US3052956A (en) 1960-03-28 1962-09-11 Ametek Inc Method and assembly for anti-friction bearing mounting structure
DE4111411B4 (en) 1991-04-09 2006-09-14 Papst Licensing Gmbh & Co. Kg Rotor with a protective jacket
DE69806179T2 (en) 1997-10-30 2003-01-30 Ford Motor Co., Dearborn WIRE GUIDE ARRANGEMENT FOR THE ELECTRIC MACHINE ROTOR
DE102004060379A1 (en) 2004-12-15 2006-06-22 Juli Motorenwerk, K.S. Electrodynamic machine especially synchro motor has rotor with gap between permanent magnets filled with hardened fixed filler
US8171616B2 (en) 2007-11-21 2012-05-08 Smith David J Method of making an armature
DE102008003784A1 (en) 2008-01-10 2009-07-16 Baumüller Nürnberg GmbH Stator casting method for electric motor, involves shifting stator in rotation about its longitudinal axis during and/or after insertion of pourable casting compound such that compound is distributed in even and hollow space filling manner
DE112013003975T5 (en) 2012-08-08 2015-07-09 Ac Propulsion, Inc. Liquid-cooled electric motor
EP2922186B1 (en) 2012-11-19 2018-05-30 Mitsubishi Electric Corporation Rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing same
DE102016200766A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019206894A1 (en) 2020-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69009346T2 (en) Electric motor pump with can.
WO2020099048A1 (en) Support device for a rotor of a separately excited internal-rotor synchronous machine consisting of a support ring and a star disc
EP3289669B1 (en) Unenclosed electrical machine
DE3736159C3 (en) Electric motor
DE60023782T2 (en) Micromotor and its manufacturing process
DE3404466A1 (en) EXTERNAL ROTOR MOTOR
DE102017101094A1 (en) Device for sealing a plurality of grooves of a stator of an electric drive machine
WO2015044034A2 (en) Electric machine and connecting unit for an electric machine
DE4018089A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THE STAND OF AN ELECTRICAL MACHINE, PREFERABLY THREE-PHASE GENERATOR
DE102020117266A1 (en) Stator arrangement for an electric machine
DE102019206894B4 (en) Electric machine
DE102017221835A1 (en) Electric machine, in particular for a vehicle
WO2018188920A1 (en) Electrical drive motor, wet rotor pump, and domestic appliance, and method for producing an electric drive motor of this kind
EP1722459A1 (en) Electric machine supporting the rotor on the frontside of the stator
EP3364529B1 (en) Stator for an electric motor
DE102013208746A1 (en) Stator for an electric machine that extends concentrically about a central axis and method for producing such
EP1420502B1 (en) Electric motor
WO2020012420A2 (en) Injection-molded magnet holder for a brushless electric motor
DE4403820C2 (en) commutator
DE3130595A1 (en) Slipring arrangement
DE102019216201A1 (en) Insulation disk for a stator of an electrical machine and a stator with an insulation disk
DE102019118646A1 (en) Injection molded magnetic holder for a brushless electric motor
DE3248219A1 (en) Electrical power supply to the rotor winding through a hollow shaft
DE102007051583A1 (en) Method for producing a commutator ring for a roll commutator of an electric machine, and electric machine
DE4327408C2 (en) Low power electric motor and process for its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final